Оценка погрешностей при физических измерениях. Волощенко В.Ю - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

28
зафиксировать имеющийся нулевой отсчет и в дальнейшем вводить
поправку в результаты измерения.
Ошибки, возникающие при отсчете местоположения стрелки при-
бора, такие же, как и в случае прямых измерений с помощью линейки.
Обычно стрелка-указатель находится на некотором расстоянии от
плоскости шкалы. Если мы будем смотреть на стрелку так, что линия
зрения будет не перпендикулярна плоскости шкалы, то отсчет будет
неверным. Возникающая неточность отсчета называется ошибкой па-
раллакса. Ее удается уменьшить, по возможности приближая к шкале
измерительную стрелку, а также используя зеркало, расположенное
рядом с делениями в плоскости шкалы. Совмещая стрелку с ее отра-
жением в зеркале, мы обеспечиваем прямой угол между линией зрения
и шкалой при проведении отсчёта.
Обычно ошибка отсчета возникает при отсчете десятых долей де-
ления. Как показали специальные исследования, при ширине делений,
меньших 1 – 1,5 мм, и при ширине штрихов, больших 0,1 ширины де-
ления, точность отсчета долей деления на глаз минимальна и равна не
менее чем 0,5 деления. Поэтому на большинстве шкал нанесены деле-
ния и штрихи, обеспечивающие возможность более точного отсчета. В
тех случаях, когда ширина делений шкалы меньше одного миллиметра
(например, 0,1 мм), отсчет делается при помощи лупы с таким увели-
чением, чтобы кажущаяся ширина делений была не менее 1 – 1,5 мм.
При соблюдении описанных условий ошибку отсчета долей деления на
глаз следует принимать не меньшей, чем 0,2 деления.
8. Контрольные вопросы
1. Какие измерения называются прямыми, а какие косвенны-
ми? Приведите примеры.
2. Что такое систематическая и случайная погрешности.
3. Какая погрешность называется грубой и можно ли ее избе-
жать?
4. Как находится абсолютная и относительная погрешности?
5. Найдите среднее арифметическое измерений х
1
, х
2
, х
3
, х
4
.
6. По какой формуле вычисляются случайные отклонения?
7. Как записать окончательный результат при прямых изме-
рениях?
8. Что такое среднеквадратичное отклонение?
9. Как увеличить точность измерений при наличии случайных
погрешностей?
5
можно идеально отразить какое-либо свойство объекта, возникновение
погрешностей при измерениях является объективным законом приро-
ды.
При измерениях физических величин неизбежно возникают по-
грешности вследствие неточности измерительных приборов, неполно-
ты наших знаний, невозможности учесть все побочные явления. По-
этому задача измерений заключается в установлении интервала, внут-
ри которого с заданной вероятностью находится истинное значение
измеряемой физической величины. Например, скорость распростране-
ния света в вакууме по современным представлениям равна 299792,5
±0,4 км/с. В приведенной записи ± 0,4 км/с − это оценка (приближен-
ное значение) погрешности измерения, которая показывает, что значе-
ние скорости света лежит в пределах 299792,1 − 299792,9 км/с.
Погрешности в зависимости от причины их возникновения подраз-
деляют на систематические, случайные и грубые.
Систематической погрешностью измерений называют погрешность,
которая остается постоянной или закономерно изменяется при повтор-
ных измерениях одной и той же физической величины. Систематиче-
ская погрешность появляется, например, из-за неправильной установки
начала отсчета, неточной градуировки шкал приборов и т.д. Система-
тические погрешности можно устранить, выявив их еще до начала из-
мерений путем сравнения показаний приборов с эталонными значе-
ниями и затем введя соответствующие поправки в результаты измере-
ния. Систематическая погрешность является составной частью основ-
ной погрешности прибора (см.разд.2.4).
Случайной погрешностью измерений называют погрешность, кото-
рая изменяется случайно при повторных измерениях одной и той же
величины. Случайные погрешности непредсказуемо изменяются по
значению и знаку при повторных измерениях одной и той же величи-
ны. Они вызываются совокупностью различных причин, действие ко-
торых неодинаково при каждом измерении. Такими причинами явля-
ются температура, атмосферное давление, влажность воздуха, флук-
туации напряжения питания, нестабильность элементов схем прибо-
ров, несовершенство наших органов чувств и т.д. Появление случай-
ных погрешностей носит вероятностный характер, и для уменьшения
их влияния измерения следует повторять несколько раз.
Грубой называют погрешность измерения, которая существенно
превышает ожидаемую при данных условиях погрешность. Грубые
погрешности возникают в том случае, когда на результат измерения
сильно повлиял какой-нибудь случайный фактор. Например, резкий
скачок напряжения питания, неправильные действия при работе с при-

Страницы